Augmented Reality sorgt für eine überzeugende Kapitalrendite

Eine Investition in die neuesten Technologien, selbst bevor sie als der neueste Stand der Technik gelten, kostet meist ein Vermögen. Daher ist sie für die meisten geschäftsorientierten ROI-Analysen (Return on Objective) ungeeignet. Die Entwicklung und der Einsatz maßgeschneiderter grafischer Augmented Reality (AR) -Lösungen kann gut und gerne Millionen kosten. Im Gegensatz dazu unterstützt der scheinbar weniger diskutierte, einfachere und praktischere Aspekt von Augmented Reality bereits heute Millionen von Menschen im Alltag, was sich nun auch auf die alltägliche Fertigung ausdehnt.

Es ist möglich, aber ergibt es auch Sinn?
Viele von uns haben bereits beeindruckende Augmented Reality-Präsentationen gesehen. Dabei werden AR-Brillen getragen, die Grafiken anzeigen, die über unser Sichtfeld gelegt werden. Es ist verblüffend, wie sich die überlagerten Grafiken an die Umgebung anpassen, während man näher oder weiter von einem Objekt entfernt ist. Dieser Bereich von AR gehört eigentlich eher zur Virtuellen Realität (VR), bei der 3D-Bilder dargestellt werden. Augmented Reality mit dreidimensionaler Bildverfolgung ist schwieriger zu entwickeln als VR, weil die Identifizierung realer Objekte und die Korrelation mit virtuellen Objekten ständig aufrechterhalten werden muss. Diese Technologie ist sehr spezifisch und präzise und so neu, dass sie noch als zu riskant und potenziell unzuverlässig eingestuft wird. Das größte Problem sind allerdings die hohen Kosten. Denn die Identifizierung und Erstellung von 3-D Objekten auf dem erforderlichen Niveau ist sehr zeitintensiv und für jeden Anwendungsfall spezifisch. Daher ist eine kundenspezifische Entwicklung unabdingbar. Erschwerend kommt dazu noch die kurze Akkulaufzeit, sowie das Gewicht und die Größe der Geräte. Es ist also prinzipiell möglich, ergibt aber für die meisten Montagefabriken finanziell keinen Sinn.

Es gibt jedoch einige Anwendungsfälle, wie z. B. die Durchführung von Wartungsarbeiten oder das Einrichten von Maschinen, in denen der Maschinenhersteller alle erforderlichen 3D-Bilder und Erkennungsalgorithmen generiert hat, die in der Software standardisiert wurden und dann als "off the shelf"-Produkt an zahlreiche Kunden verkauft werden, wodurch eine vertretbare Kapitalrendite erzielt wird. Allgemein kann man sagen, dass AR, die ausschließlich auf einem grafischen Ansatz basiert, nicht realistisch ist. Solange es keine Standards gibt, die es diesen Systemen ermöglichen, Informationen auszutauschen, wird sich daran auch nichts ändern.

Was können wir heute mit AR erreichen?
Im Gegensatz zu AR; die das komplizierte Tracking von grafischen Formen verwendet, gibt es einen anderen sehr nützlichen Aspekt von AR, der weitverbreitet ist und für die Montagefertigung auch erschwinglich ist. Das Heads-up-Display (HUD) in Fahrzeugen ist ein Beispiel für AR im Alltag. Bei HUD wird ein Bild aus Text und Grafiken auf die Fahrerseite der Windschutzscheibe projiziert. Dabei handelt es sich um ein starres Bild, das nicht verfolgt, was sich außerhalb des Fahrzeugs abspielt. Tragbare AR-Brillen projizieren ebenfalls Daten und Grafiken in das Sichtfeld des Trägers. Die Grafiken und Daten verfolgen ebenfalls nicht die Umgebung des Trägers. Daher wird nur ein Bruchteil der Software und Daten benötigt.

Die Anzeige kontextualisierter Informationen im Sichtfeld des Fahrers ist ein großer Vorteil, da der Fahrer auf den Straßenverkehr konzentriert bleibt und nicht auf ein Dashboard blicken muss, um dort Informationen abzurufen. Ähnlich ist es bei Montagepersonal, das detaillierte Arbeitsanweisungen über AR-Brillen erhält und eben nicht auf einen Monitor blicken oder einen Barcodescanner, eine Mouse oder ein Keyboard verwenden muss. Hier kann man wirklich von einer freihändigen Produktionslinie sprechen. Der Einsatz von AR in den Bereichen Montage, Logistik usw. bringt große Vorteile, praktisch ohne zusätzliche Kosten.

Eignet sich AR für Jeden?
Jede Fabrik möchte die Produktivität ihres Montagepersonals steigern. In der Fertigung von heute müssen Standards eingehalten und erfüllt werden. Daher wird zu Traceability- und Qualitätszwecken alles protokolliert. Weil diese Informationen benötigt werden, hat die Produktivität des Montagepersonals in den letzten Jahren nachgelassen. Die pragmatischen AR-Anwendungen haben dieses Problem größtenteils beseitigt, da sie Aufgaben von Anfang bis Ende automatisch protokollieren. Daher hat auf ein Unternehmen, das sicherheitskritische Produkte herstellt oder auch Produkte, die rückverfolgt werden müssen bzw. die eine Null-Fehler-Umgebung benötigen, die Implementierung von AR beeindruckende Auswirkungen.

Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von AR besteht darin, dass die Mitarbeiter in der Produktion in die digitale Fabrik im Sinne von Industrie 4.0 aktiv eingebunden werden können. Denn diese erfordert mehr Flexibilität bei immer kleineren Auftragslosen und einer umfangreiche Bandbreite an Produkten, um auf Änderungsnachfragen ihrer Kunden schnell reagieren zu können. Unter diesen Bedingungen wird es schwierig die Arbeitsauslastung zu verbessern, da viel Zeit für die Vor- und Nachbereitung der Arbeitsprozesse zwischen den Aufträgen aufgewendet wird. Mit AR ist es für die Mitarbeiter einfach zwischen den Arbeitsaufträgen zu wechseln, da Anweisungen und Validierungen über das AR-Headset angezeigt werden. Dadurch ist der nahtlose Wechsel zwischen unterschiedlichen Montagearbeiten oder selbst zu einem Materiallogistikauftrag möglich, ohne dass die Mitarbeiter zuvor speziell geschult werden müssten oder nur auf bestimmte Aufgaben beschränkt sind. Wenn während der Produktion Augmented Reality von allen Bedienern genutzt wird, verbessert das die Arbeitserfahrung um ein Vielfaches, denn die Arbeiter entfalten ihre Kreativität und werden in den digitalen Fertigungsvorgang eingebunden. Das erhöht die Mitarbeitereignung und die Effektivität. Große Montagevorgänge, bei denen es unmöglich ist, einen Laptop oder ein Tablet zu verwenden, um sich "papierlose" digitale Arbeitsanweisungen anzeigen zu lassen, wie z. B. in einem beengten Flugzeugcockpit, werden mit dieser AR-Technologie effektiv unterstützt.

Hört sich gut an und wie geht es jetzt weiter?
Fabriken profitieren von größerer Flexibilität und verbesserter Produktivität des Montagepersonals zusätzlich zu mehr Traceability ohne zusätzliche Betriebskosten. Angesichts der immensen Anschaffungs- und Betriebskosten kundenspezifischer AR mit 3D-Bildverfolgung, herrscht die Meinung vor, dass alle AR-Lösungen als Spitzentechnologie gelten. Es ist jedoch aktuell AR mit modernen IIoT-basierten Anwendungen für das digitale Fertigungsausführungssystem auf dem Markt, das Leitlinien für Produktionsanlagen bietet, für die keine kundenspezifische Software, keine zusätzliche Datenaufbereitung oder Geld erforderlich ist. Dieser AR-Typ verwendet dieselben Daten, die für die papierlosen Arbeitsanweisungs-Stationen aufbereitet werden und die in der Fertigung bereits lange Zeit verwendet werden. Augmented Reality, die auf diese Weise eingesetzt wird, bietet geschäftliche Vorteile, da die papierlosen Arbeitsanweisungen deutlich verbessert werden. Dadurch werden Kosten gesenkt und potenzielle Geschäftsmöglichkeiten erhöht.

Eine ganzheitliche Fabrik im Sinne von Industrie 4.0, die automatisierte und menschliche Montagevorgänge miteinander verbindet und in der der Fabrikarbeiter einfach eine AR-Brille aufsetzt und somit unmittelbar integraler Bestandteil des digitalen Fabrikprozesses wird, unterstützt von der modernsten digitalen IIoT-gesteuerten MES-Lösung, ist nicht länger ein Traum, sondern Realität und jetzt verfügbar. Stellen wir uns als Beispiel ein Auftragslos vor, dass in der Nacht zuvor nicht fertiggestellt wurde. Dank AR kann ein Arbeiter an genau der Stelle mit der Arbeit fortfahren, an der die Nachtschicht aufgehört hat, da die Zuordnung der Arbeitszellen angezeigt wird. Die integrierte Kamera scannt die Barcodes und Sprachbefehle validieren jede Handlung. Jeder Arbeitsschritt wird korrekt beendet und validiert. Auf Wunsch können auch Videos gespeichert werden, wenn die Anforderungen an Traceability erfüllt werden müssen. Im Anschluss wird der Arbeiter aufgefordert, die erforderlichen Materialien zu holen, den Prozess vorzubereiten und eine Qualitätsprüfung sowie eine eingehende Inspektion durchzuführen.

Wir sollten beginnen diese AR-Technologie, die den Anforderungen an die modern Fertigung entspricht und nicht mit Risiken, Kosten und Investitionen verbunden ist, sinnvoll anzuwenden. Dann haben wir die Chance mit den aktuellen, fortschrittlichen und nützlichen Technologien Erfolg zu haben, anstatt uns mit den Problemen herumzuschlagen, die mit den überteuerten neuesten Technologien verbunden sind.